(57)【要約】    【課題】外部電極の内部に誘電体を塗布して誘電体に蓄積された電荷を壁電荷として利用し、電極に印加する電源電圧を低くすることにより、電力消費量を減らすことができる外部電極型蛍光ランプを提供すること。    【解決手段】内部に放電用ガス及び蛍光物質を含み、放電空間を提供するランプチューブ１００と、ランプチューブ１００の両側端縁部を覆うように配置され、外部から放電用電圧が印加される外部電極１２０と、外部電極１２０に対応する、ランプチューブ１００の両側端縁部の外面に配置された誘電層１１０とを備えている。ランプチューブ１００と外部電極１２０との間には、銀含有接着層１３０を備えていることが好ましい。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電極型蛍光ランプにおいて、
ランプチューブの両側端縁部を覆うように配置され、外部から放電用電圧が印加される外部電極と、
前記ランプチューブと前記外部電極との間に配置された、電荷の蓄積手段とを備えていることを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【請求項２】
前記電荷の蓄積手段が、誘電物質が塗布された誘電層により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項３】
前記電荷の蓄積手段と前記外部電極との間に、銀（Ａｇ）含有接着層を備えていることを特徴とする請求項１に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項４】
外部電極型蛍光ランプにおいて、
内部に放電ガス及び蛍光物質を含み、放電空間を提供するランプチューブと、
前記ランプチューブの両側端縁部を覆うように配置され、外部から放電用電圧が印加される外部電極と、
前記外部電極に対応する、前記ランプチューブの両側端縁部の内面に配置された誘電層とを備えていることを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【請求項５】
前記ランプチューブと前記外部電極との間に、銀含有接着層を備えていることを特徴とする請求項４に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電極型蛍光ランプに関し、より詳細には、印加する電源電圧を低くし、電力消費量を少なくすることができるバックライト用外部電極型蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラズマ放電を用いた発光装置として、冷陰極型蛍光ランプ(Cold Cathode Fluorescent Lamp)が広く普及している。さらに、最近は、プラズマ放電を利用したタイプで、寿命が長く、複数個を同時に並列に駆動可能な外部電極型蛍光ランプ(External Electrode Fluorescent Lamp)が開発され、実用化されている。
【０００３】
冷陰極型蛍光ランプは、例えば直径が数ｍｍであるランプチューブの両端にシリンダ型のニッケル電極を挿入して、電極のリード線を引きだした上でランプチューブの両端を封止することによって、高輝度の光を発生させる方式である。この冷陰極型蛍光ランプは、電極が形成される領域も発光領域として利用できるという長所がある。しかし、冷陰極型蛍光ランプには、ランプチューブの両端部にニッケル電極を挿入し、封止することが非常に難しいだけではなく、電極とリード線とをハンダ付けによって接続する際に、ランプの電極部分にしばしば損傷が生じるという短所がある。また、ランプチューブの内部に電極が挿入されているので、駆動時の内部ガスの放電により、電極がスパッタされて電極の損傷が生じやすい。そのため、電極の寿命が短いという問題点がある。
【０００４】
一方、外部電極型蛍光ランプは、ランプチューブの外側に電極を配置することにより、放電時に電極がスパッタされないようになっている。さらに、外部電極型蛍光ランプの場合には、複数のランプを並列に接続し、並列駆動方式で使用することができる。そのため、インバータの数を減らすことができるので、外部電極型蛍光ランプには、上記冷陰極型蛍光ランプにはない長所がある。また、上記のように構成された外部電極型蛍光ランプの場合には、電力消費量を少なくするために、その構造上の特徴を生かして、放電時に発生する壁電圧を高くすることにより、印加する電源電圧を低くするという技術開発が進められている。その一環として、従来は、ランプチューブの外側に設けられる電極部の長さを長くすること、電極の断面積を広くすること、放電パスを短くすることなどの手段を採用することが検討されてきた。
【０００５】
しかし、外部電極型蛍光ランプが、液晶表示装置のバックライトのような他の製品の光学部品に応用される場合、ランプチューブの長さが所定の長さに制限される。したがって、インバータの入力電圧を低くするために、上記のように、電極部の断面積を広くしたり、放電パスを短くしたりする手段の場合には、ランプの非発光領域を増加させることになるので、ランプの輝度が低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するためになされたものであって、外部電極の内部に誘電体を設け、誘電体に蓄積された電荷を壁電荷として利用することにより、電力消費量を低減できるようにした外部電極型蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的の達成のために、本発明に係るバックライト用外部電極型蛍光ランプは、内部に放電用ガス及び蛍光物質を含み、放電空間を提供するランプチューブと、前記ランプチューブの両側端縁部を覆うように配置され、外部から放電用電圧が印加される外部電極と、前記外部電極に対応する、前記ランプチューブの両側端縁部の外面又は内面に配置された誘電層とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
上記外部電極型蛍光ランプにおいて、前記誘電層と前記外部電極との間に、銀含有接着層を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る外部電極型蛍光ランプは、上記のように構成されているので、外部電極の内側に設けられた誘電体によるメモリ効果により、誘電層に蓄積された電荷を壁電荷として利用することができる。そのため、壁電圧が発生し、壁電圧を放電用電圧として利用することができるので、壁電圧に相当する電圧だけ電源電圧を低くすることができる。したがって、外部電極型蛍光ランプのインバータへの入力電圧が低くなり、電力消費量を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付する図面を参考し、本発明の好ましい実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプを具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るバックライト用外部電極型蛍光ランプを示す断面図である。
【００１１】
図１に示したように、第１の実施の形態に係るバックライト用外部電極型蛍光ランプ１は、外部から供給される電源により光を発生するランプチューブ１００、ランプチューブ１００の両側端縁部を覆うように形成された誘電層１１０、誘電層１１０の外周面を覆って配設され、ランプチューブ１００に電源を供給するための外部電極１２０及び誘電層１１０と外部電極１２０との間に配置された銀（Ａｇ）含有接着層１３０を備えている。ここで、誘電層１１０は、例えば、誘電物質を塗布して形成する。
【００１２】
ランプチューブ１００は、所定の誘電率を有し、光透過性に優れるガラス質材料で形成され、放電空間を提供する役割をする。このため、ランプチューブ１００の内壁には蛍光物質層が形成され、内部には放電用ガスが封入されている。封入された放電用ガスの放電により、ランプチューブ１００内に紫外線が発生する。この発生した紫外線により、ランプチューブ１００の内壁に形成された蛍光物質が励起され、安定した放電状態で、可視領域の光を放射する。
【００１３】
上記のように、ランプチューブ１００から光を発生させるために、ランプチューブ１００の内部で放電を起こさせるようになっている。この放電を起こさせるために、ランプチューブ１００の両側端縁部に配置された外部電極１２０には、電力が供給される。ここで、外部電極１２０には、導電性のニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）などの金属材料を用いることが好ましい。
【００１４】
一方、外部電極１２０と誘電層１１０との間に配置された銀含有接着層１３０は、銀粒子を含み、銀粒子の優れた導電性及び熱膨張性により、外部電極１２０と誘電層１１０とを電気的に接続するとともに、両者を密着させる役割をする。
【００１５】
第１の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプ１では、上記のように、外部電極１２０とランプチューブ１００との間に誘電層１１０が設けられている。このような構成とすることにより、ランプチューブ１００の内部において、交流電流により放電用ガスが放電する際に、誘電層１１０に蓄積された電荷である壁電荷(wall charge)を用いて、壁電圧(Wall Voltage)を発生させることができる。その壁電圧を利用することにより、従来の外部電極型蛍光ランプに比べて、電源電圧を低くすることが可能であるので、電力消費量を減少させることができる。
【００１６】
上記の誘電層１１０の効果は次のように考えられる。すなわち、交流電流による放電用ガスの放電時に、ランプチューブ１００の内部の放電用ガスはイオン化して、イオンと電子に電離する。電離したイオン及び電子は、ランプチューブ１００の内部を、負極から正極又は正極から負極に移動する。この際、イオン及び電子は、電離していない放電用ガスの分子と衝突し、その衝突によりイオン及び電子を発生させるので、イオン及び電子が継続的に発生するようになり、安定したプラズマ状態が形成される。それによって、ランプチューブ１００の内部には安定した放電状態が生じる。
【００１７】
この放電の際、イオン（正の電荷）又は電子（負の電荷）が移動して、消滅することなく外部電極１２０部の誘電層１１０に蓄積される。この蓄積される電荷を壁電荷(Wall Charge)といい、壁電荷により形成される電圧を壁電圧（Ｖｗ）という。各々の外部電極１２０部の誘電層１１０に蓄積された壁電荷は、次の波形、すなわち、外部電極１２０に供給される極性が変化する交流電源による電荷と合わせて、対応する反対側の外部電極１２０側に移動することになる。言い換えると、これは、結局、電荷の数が増えたことと同様なメモリ効果を生じさせる。したがって、外部電極型蛍光ランプ１の放電維持電圧（Ｖｓ）は、下記の式で表されるように、外部電極１２０に印加される電源電圧（Ｖｏ）と壁電荷により形成される壁電圧（Ｖｗ）とが加え合わされた値になる。
【００１８】
Ｖｓ = Ｖｏ + Ｖｗ
上記第１の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプ１では、外部電極１２０とランプチューブ１００との間に誘電層１１０が配置されている。両端縁部の外部電極１２０に電圧が印加されると、誘電層１１０はキャパシタとして作用し電荷を蓄積する。次に、外部電極１２０に逆の極性の電圧が印加されると、蓄積された電荷を放出し、逆の極性の電荷を蓄積することになる。このように、誘電層１１０に蓄積された電荷は、壁電荷として作用して壁電圧を形成し、これによって、放電電圧を上昇させることになる。したがって、所定の管電流の形成に必要な放電維持電圧（Ｖｓ）を得るという条件においては、誘電層１１０によって発生する壁電圧（Ｖｗ）分だけ、外部電極１２０に印加される電源電圧（Ｖｏ）を低くすることができる。
【００１９】
表１に、誘電層がない従来の外部電極型蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）及び本発明の第１の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプ１について、同じ管電流を得るために必要なランプ電圧を測定した結果を示す。
【００２０】
【表１】
2006244979.tif 000003
ここで、管電流は、蛍光ランプの輝度に比例するとともに、直接輝度に影響を及ぼす測定因子である。したがって、同じ条件下で同じ管電流を得るためには、同じ放電維持電圧（Ｖｓ）が求められる。表１から、本発明例の場合には、従来例に比べて１.２％（管電流６ｍＡの場合）〜２.９％（管電流３ｍＡの場合）程度、ランプ電圧が低いことが明らかである。 
【００２１】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るバックライト用外部電極型蛍光ランプを示す断面図である。第２の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプ２は、ランプチューブ２００の両端部に設けられる誘電層２１０が、外部電極２２０に対応して、ランプチューブ２００の両側端縁部の内壁に配置されている。この点を除いて、上記の第１の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプ１と同じである。また、外部電極２２０とランプチューブ２００との間には、銀含有接着層が配置されていてもよい。
【００２２】
第２の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプ２の場合には、誘電層２１０が、ランプチューブ２００両側端縁部に位置する外部電極２２０に対応する領域における、ランプチューブ２００の内壁面に配置されている。これらの誘電層２１０は、両側端縁部の外部電極２２０間に形成される放電領域に配置されているので、誘電層２１０には、第１の実施の形態の場合と同様に、壁電圧（Ｖｗ）が発生する。
【００２３】
上記のように、本発明に係るバックライト用外部電極型蛍光ランプは、外部電極とランプチューブとの間、又は外部電極に対応する領域におけるランプチューブの内壁面に誘電層を備えている。この誘電層に壁電荷が発生するので、従来の外部電極型蛍光ランプの場合より、電源電圧を低くすることができる。そのような低いレベルの電源電圧、すなわちインバータへの入力電圧を印加しても、従来と同様なランプの放電維持電圧が得られ、それによって、同じレベルのランプの管電流及び輝度が得られる。
【００２４】
以上、特定の好ましい実施の形態に関連付けて、図面を参照し本発明を説明したが、当業者であれば、本発明は実施の形態に限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な改良及び変更が可能であることを理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプを示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、２      外部電極型蛍光ランプ
１００、２００    ランプチューブ
１１０、２１０    誘電層
１２０、２２０    外部電極
１３０    銀含有接着層
【図１】
2006244979.tif 000004
【図２】
2006244979.tif 000005